[发明专利]可更换顶底摩擦耗能器的自复位胶合木结构梁柱节点

说明书

本发明公开了一种可更换顶底摩擦耗能器的自复位胶合木结构梁柱节点，包括胶合木柱、位于所述胶合木柱一侧的胶合木梁、将所述胶合木柱和胶合木梁连接为一体的两个摩擦耗能器，所述两个摩擦耗能器分别布置在胶合木梁的上部和下部，每个摩擦耗能器包括固定在胶合木梁上的两个预留有第一摩擦螺栓孔和第一固定螺栓孔的内摩擦钢板、将所述两个内摩擦钢板连接为一体的内摩擦端板、固定在胶合木柱上的两个预留有第三摩擦螺栓孔和第三固定螺栓孔的外摩擦钢板、将所述两个外摩擦钢板连接为一体的外摩擦连接钢板。本发明能够消耗地震作用下的能量，消除或降低装配式木结构在地震作用下的残余变形。

技术领域

本发明属于土木工程领域，涉及一种可更换顶底摩擦耗能器的自复位木结构梁柱节。

背景技术

为提高结构施工效率、建筑质量，国家颁布了一系列文件，大力推进建筑工业化。文件明确指出，发展装配式建筑是建造方式的重大变革，是推进供给侧结构性改革和新型城镇化发展的重要举措。另一方面，木结构体系作为一种历史悠久又与时俱进的建筑形式，具有设计灵活、施工简便、建造快捷、抗风抗震性能良好、舒适度高、结构美观、节能环保等优点，能够实现建筑功能和建筑美观的最大化，在建筑领域仍有其不可替代的作用。同时，木结构具有可工厂加工、现场安装的特点，这一特点使之成为装配式建筑推广的重要结构形式之一。

装配式木结构作为建筑工业化中的重要结构形式之一，也存在一些亟待解决的问题：

(1)装配式结构节点连接一直是学术界、工程界讨论的热点难题之一，装配式建筑结构应用也因此受到一定限制，而装配式木结构节点在地震作用下的破坏模式更是显示出较大的不可预判性，同时，木材的弹性模量相对较低，产生的变形较大，木结构进入塑性后，变形难以恢复，易形成较大的残余变形。

(2)梁柱连接部位作为装配式结构框架设计中最关键的设计环节，现有的连接形式多借鉴钢框架的节点构造形式，但是木结构本身不具有钢结构高强的优点，常用木框架梁柱节点刚度较小，在结构设计中按铰接节点设计，节点刚度的不足是木框架节点的一个制约因素，设置大量支撑则对结构的美观性造成一定程度的影响，进而使得建筑使用性能不能充分发挥。

自复位木结构是一种通过张拉预应力筋为结构提供侧向刚度和自定心力，并通过安装各种类型的耗能构件来消耗地震能量的结构形式。释放梁柱节点构件间约束，使得梁柱节点构件接触面间仅有受压能力，当地震作用来临之时，通过预应力筋的张力控制应力的回复以及耗能装置对造成连接部分的相对运动时能量的吸收，从而构件具有自复位能力。这种自复位体系在地震中的耗能不是来自结构自身的塑性变形，而是主要通过附属构件(摩擦耗能件)实现，因此主体结构在地震中基本无损，可有效减小结构的震后残余变形。

发明内容

技术问题：本发明提供一种能够消耗地震作用下的能量，消除或降低木结构在地震作用下残余变形的可更换顶底摩擦耗能器的自复位胶合木结构梁柱节点，可以有效避免梁柱等主体结构构件出现明显的塑性变形以及附属耗能构件屈服后节点耗能能力下降，明显降低了结构震后的修复费用和难度，在设计过程中能更加灵活地独立调控结构的强度、刚度和延性。

技术方案：本发明的可更换顶底摩擦耗能器的自复位胶合木结构梁柱节点，包括胶合木柱、位于所述胶合木柱一侧的胶合木梁、将所述胶合木柱和胶合木梁连接为一体的摩擦耗能器，所述两个摩擦耗能器分别布置在胶合木梁的上部和下部，每个摩擦耗能器包括固定在胶合木柱上的两个外摩擦钢板、将所述两个外摩擦钢板连接为一体的外摩擦连接钢板，固定在胶合木梁上的内摩擦钢板、将所述两个内摩擦钢板连接为一体的内摩擦端板，两个内摩擦钢板对称固定在胶合木梁两侧，两个外摩擦钢板分别设置在内摩擦钢板的外侧，并通过摩擦型高强螺栓将内摩擦钢板、外摩擦钢板和胶合木梁连成一整体，内摩擦端板与外摩擦连接钢板相邻。胶合木柱和胶合木梁中设置有贯穿二者的横向预应力筋。

进一步的，本发明梁柱节点中，上部摩擦耗能装置和下部摩擦耗能装置中，内摩擦钢板与外摩擦钢板之间均嵌入摩擦片。